一、学习目标

• 掌握本章 细胞中的元素和化合物、细胞中的无机物、细胞中的糖类和脂质、蛋白质是生命活动的主要承担者、核酸是遗传信息的携带者 的核心概念与机制。
• 能从分子、细胞、个体或种群层次分析结构、功能、过程和调节。
• 能读图、比较、解释实验结果，并用规范术语形成有证据的结论。

二、核心概念

细胞中的元素和化合物： 组成细胞的化学元素来自无机自然界，但含量和组合具有生物学特点；细胞中水含量通常最高，干重中蛋白质占比较大。

细胞中的无机物： 水以自由水和结合水存在，参与溶解、运输、反应和结构维持；无机盐多以离子形式存在。

细胞中的糖类和脂质： 糖类由单糖构成，可供能、储能或构成结构；脂质包括脂肪、磷脂和固醇等。

蛋白质是生命活动的主要承担者： 氨基酸通过脱水缩合形成肽链，蛋白质的结构多样性决定其运输、催化、免疫、调节和结构等功能。

核酸是遗传信息的携带者： 核酸由核苷酸连接而成，DNA 通常储存遗传信息，RNA 参与遗传信息表达，部分病毒以 RNA 为遗传物质。

高中生物学习重在建立机制链：条件变化怎样影响结构或反应，结构与反应又怎样改变生命活动。

三、重点知识

四、知识点讲解

知识图用于串联本章的研究层次、关键结构与因果关系。

1. 细胞中的元素和化合物

组成细胞的化学元素来自无机自然界，但含量和组合具有生物学特点；细胞中水含量通常最高，干重中蛋白质占比较大。

重点理解： 大量元素与微量元素都可能不可缺少；常用斐林试剂、苏丹染液、双缩脲试剂检测还原糖、脂肪和蛋白质。

分析生物学问题时，应把分子或结构变化与细胞功能、生命过程和环境条件联系起来，并说明证据支持到什么范围。

2. 细胞中的无机物

水以自由水和结合水存在，参与溶解、运输、反应和结构维持；无机盐多以离子形式存在。

重点理解： 自由水与代谢强度通常相关；无机盐参与渗透压、酸碱平衡、神经肌肉活动及重要化合物组成。

分析生物学问题时，应把分子或结构变化与细胞功能、生命过程和环境条件联系起来，并说明证据支持到什么范围。

3. 细胞中的糖类和脂质

糖类由单糖构成，可供能、储能或构成结构；脂质包括脂肪、磷脂和固醇等。

重点理解： 葡萄糖是重要能源，淀粉和糖原分别是植物和动物常见储能多糖；磷脂是生物膜基本成分，脂肪储能效率高。

分析生物学问题时，应把分子或结构变化与细胞功能、生命过程和环境条件联系起来，并说明证据支持到什么范围。

4. 蛋白质是生命活动的主要承担者

氨基酸通过脱水缩合形成肽链，蛋白质的结构多样性决定其运输、催化、免疫、调节和结构等功能。

重点理解： 肽键数通常等于氨基酸数减肽链数；高温可破坏空间结构导致变性，但通常不直接水解肽键。

分析生物学问题时，应把分子或结构变化与细胞功能、生命过程和环境条件联系起来，并说明证据支持到什么范围。

5. 核酸是遗传信息的携带者

核酸由核苷酸连接而成，DNA 通常储存遗传信息，RNA 参与遗传信息表达，部分病毒以 RNA 为遗传物质。

重点理解： 核苷酸由五碳糖、磷酸和含氮碱基组成；DNA 与 RNA 在糖、部分碱基、链结构和功能上有差异。

分析生物学问题时，应把分子或结构变化与细胞功能、生命过程和环境条件联系起来，并说明证据支持到什么范围。

五、易错点

六、例题

例题 1

一条含 100 个氨基酸的单链多肽有多少个肽键？

解析： 先识别研究层次和条件，再依据结构、过程或调节机制判断。

答案： 脱水缩合时相邻氨基酸形成肽键，因此有 99 个肽键。

例题 2

细胞膜的主要脂质是什么？

解析： 先识别研究层次和条件，再依据结构、过程或调节机制判断。

答案： 磷脂具有亲水头部和疏水尾部，是膜双层的基本成分。

七、练习题和答案

1. 概括“细胞中的元素和化合物”的核心机制。
2. 概括“细胞中的无机物”的核心机制。
3. 概括“细胞中的糖类和脂质”的核心机制。
4. 本章哪一组概念最容易混淆？写出判断依据。
5. 结合一个实验或资料情境，说明怎样设置对照或比较证据。

参考答案

1. 组成细胞的化学元素来自无机自然界，但含量和组合具有生物学特点；细胞中水含量通常最高，干重中蛋白质占比较大。
2. 水以自由水和结合水存在，参与溶解、运输、反应和结构维持；无机盐多以离子形式存在。
3. 糖类由单糖构成，可供能、储能或构成结构；脂质包括脂肪、磷脂和固醇等。
4. 答案开放，应准确列出概念差异、适用条件和判断证据。
5. 答案开放，应包含研究问题、自变量、因变量、控制变量及证据边界。